Turbina Pelton

Hidráulica. Tuberías. Tuberías hidráulicas. Golpe de ariete

  • Enviado por: Manolo Torres Guerrero
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 4 páginas

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PRACTICA 3

TURBINAS HIDRAULICAS

En esta práctica vamos a estudiar el comportamiento de una turbina Pelton, ya que la Francis no estaba en condiciones de ser probada, y vamos a ver los diferentes comportamientos con diferentes parámetros de entrada, y veremos los valores de salida.

En la turbina Pelton hemos tomado los siguientes datos, que han sido dados por el banco de pruebas.

Datos en turbina

Prueba 1

Prueba 2

Prueba 3

Q

0.0065 m3/s

0.012 m3/s

0.0167 m3/s

H

19 mcda

16 mcda

16 mcda

N

1145 rpm

1450 rpm

1700 rpm

M

3.924 Nm

9.32 Nm

10.791 Nm

V

80 V

200 V

180 V

I

5 A

7 A

3.6 A

Con estos datos tenemos que calcular:

- Potencia neta (o primaria), es la que hay en la entrada de la turbina. => N =  Q H g

N = 1000 kg/m3*0.00645 m3/s*19 mcda*9.81 m/s2 = 1.211 kW

Siendo:  = densidad del agua (1000 kg/m3)

Q = caudal a la entrada (0.00645 m3/s)

H = presión de entrada (19 mcda)

g = aceleración de la gravedad (9.81 m/s2 )

- Potencia en el eje (o secundaria), es la que tiene la turbina en el mismo eje y es por lo tanto la que transmite al generador.

=> Ne = M *  = (M * 2 *  * n) / 60

Ne = (3.924 Nm*2**1145 rpm) / 60 = 0.472 kW

Siendo: M = el par (3.924 Nm)

n = velocidd en rpm (1145 rpm)

- Potencia eléctrica (o útil), es la que nos genera la dinamo.

=> Nu = V * I

Nu = 80 V * 5 A = 400 W = 0.4 kW

Siendo: V = la tensión (80 V)

I = la corriente (5 V)

- Rendimiento total, de la turbina

t = Ne / N = 0.472 / 1.211 = 38.97 %

- Rendimiento de la dinamo, y disipada por la carga

d = Nu / Ne = 0.4 / 0.472 = 84.74 %

- Rendimiento global, que puede ser o el producto de las dos anteriores o la relación entre la potencia útil y la primaria.

 = t * d = 0.3897 * 0.8474 = 33.02 %

Todas estas operaciones tenemos que realizarlas con las otras dos pruebas, con lo que nos da unos resultados que a continuación expondremos en la siguiente tabla.

Prueba 1

Prueba 2

Prueba 3

N

1.211 kW

1.883 kW

2.621 kW

Ne

0.472 kW

1.415 kW

1.921 kW

Un

0.4 kW

1.4 kW

648 kW

 turbina

38.97 %

75.14 %

73.29 %

 dinamo

84.74 %

98.93 %

33.73 %

 global

33.02 %

74.34 %

24.72 %

Otra parte de la práctica es la de calcular los parámetros del cierre de una tubería, para ver si hay Golpe de Ariete o no. La tubería a la que vamos a calcular este incremento de presión tiene un ø = 0.0425 m y un caudal Q = 14 m3/h = 0.00388 m3/s. Lo primero tenemos que calcular la velocidad de la onda de propagación “s” y viene dada por:

s = L / to = 0.6 m / 8.42 *10-4 s =712.59 m/s.

Y si el tiempo de cierre es mayor que 2to, el cierre es lento o la tubería corta, con lo que el incremento de presión viene dado por:

H = 2 * L * c / g * tc = mcda

para ello el caso más extremo de que el cierre sea lento es suponer que tc = 2 to, con loque tenemos que tc = 0.001684 m/s. El único dato que nos falta para poder aplicar la fórmula es “c” que es valor de la velocidad del líquido a la entrada de la válvula:

Q = S * c => c = Q / S = 0.00388 m2/s / 0.00141 m2 = 2.758 m/s

Con lo que aplicando la fórmula para el cierre lento, tenemos que obtenemos una sobrepresión el la tubería de:

H = 192.4 mcda.


Practica 3:

Tuberías Hidraulicas

Golpe de Ariete

Centrales eléctricas

5

3

5